機(jī)械制造技術(shù)與工藝培訓(xùn)教材

機(jī)械制造技術(shù)與工藝零件加工定位分析討論六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理是指工件在空間具有六個(gè)自由度，沿x、y、z三個(gè)直角坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)自由度和繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。因此，要完全確定工件的位置，就必須消除這六個(gè)自由度，通常用六個(gè)支承點(diǎn)（即定位元件）來限制工件的六個(gè)自由度，其中每一個(gè)支承點(diǎn)限制相應(yīng)的一個(gè)自由度1.六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理一個(gè)自由的物體，它對(duì)三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)系來說，有六個(gè)活動(dòng)可能性，其中三種是移動(dòng)，三種是轉(zhuǎn)動(dòng)。習(xí)慣上把這種活動(dòng)的可能性稱為自由度，因此空間任一自由物體共有六個(gè)自由度。?.六點(diǎn)定位原理簡(jiǎn)圖：采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在機(jī)床或夾具中占有正確的位置。

強(qiáng)調(diào)：是用六個(gè)支承點(diǎn)，而不是用六個(gè)定位元件zxyxzy六點(diǎn)定位簡(jiǎn)圖六點(diǎn)定位原理舉例（換個(gè)說法）

在XOY平面內(nèi)布置了3個(gè)支承點(diǎn)，工件被限制的自由度為三個(gè)：圖：六點(diǎn)定位原理在XOZ平面內(nèi)布置了2個(gè)支承點(diǎn)，工件被限制的自由度為二個(gè)：;在YOZ平面內(nèi)布置了1個(gè)支承點(diǎn)，工件被限制的自由度為一個(gè)：。123456XZ支承元件Y?應(yīng)用六點(diǎn)定位原理需要注意的幾個(gè)問題：⑴六個(gè)支承點(diǎn)的位置必須合理分布;當(dāng)然，定位只是保證工件在夾具中的位置確定，并不能保證在加工中工件不移動(dòng)，故還需夾緊。定位和夾緊是兩個(gè)不同的概念。2)注意區(qū)分定位與夾緊的概念;

12XYZ圖7-12工件在磁性工作臺(tái)上的定位工件在空間的六點(diǎn)定位原理裝夾的基本概念裝夾：將工件安放在機(jī)床上或夾具上進(jìn)行定位和夾緊的操作過程。定位：使一批工件在機(jī)床上或夾具上相對(duì)于刀具處在正確的加工位置的操作過程。夾緊：工件在夾具中定位后，將其壓緊、夾牢，使工件在加工過程中，

始終保持定位時(shí)所取得的正確加工位置。夾緊的作用：保持工件在夾具中由定位所獲得的正確加工位置，使工件在加工時(shí)不至于由于切削力等外力作用而破壞已取得的正確定位。定位與夾緊的區(qū)別：定位是使工件占有一個(gè)正確的位置，夾緊是使工件保持這個(gè)正確位置。定位與夾緊在夾具設(shè)計(jì)中是兩個(gè)非常重要的概念,兩者既有緊密聯(lián)系,缺一不可,但在概念上又有嚴(yán)格區(qū)別:定位的作用是確定工件在夾具中相對(duì)于刀具處于一個(gè)正確的加工位置,而夾緊的作用是保證工件在加工過程中始終保持由定位所確定的正確加工位置,夾緊不能代替定位

最后：關(guān)于“六點(diǎn)定位”的幾個(gè)問題定位限制自由度，幾“點(diǎn)”定位不能機(jī)械地理解成幾個(gè)接觸點(diǎn)；限制自由度應(yīng)理解為：定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸;定位支承點(diǎn)數(shù)目原則上不應(yīng)超過工件自由度數(shù)目；自由度被限制，是指工件在此方向上有確定的位置:不考慮外力的影響（注：定位和夾緊的區(qū)別）;定位支承點(diǎn)是抽象的，通過具體定位元件來體現(xiàn)。工件應(yīng)限制幾個(gè)自由度，由工件加工技術(shù)條件來確定。完全定位位，不完完全定位位，欠定定位和過過定位比比較工件定位位l）完全全定位工件的六六個(gè)自由由度全部部被夾具具中的定定位元件件所限制制，而在在夾具中中占有完完全確定定的惟一一位置，，稱為完完全定位位。2）不完全全定位根據(jù)工件件加工表表面的不不同加工工要求，，定位支支承點(diǎn)的的數(shù)目可可以少于于六個(gè)。。有些自自由度對(duì)對(duì)加工要要求有影影響，有有些自由由度對(duì)加加工要求求無影響響，這種種定位情情況稱為為不完全全定位。。不完全全定位是是允許的的，3）欠定位位按照加工工要求應(yīng)應(yīng)該限制制的自由由度沒有有被限制制的定位位稱為欠欠定位。。欠定位位是不允允許的。。因?yàn)榍非范ㄎ槐１ＷC不了了加工要要求。4）過定位位工件的一一個(gè)或幾幾個(gè)自由由度被不不同的定定位元件件重復(fù)限限制的定定位稱為為過定位位。當(dāng)過過定位導(dǎo)導(dǎo)致工件件或定位位元件變變形，影影響加工工精度時(shí)時(shí)，應(yīng)該該嚴(yán)禁采采用。ZYXa）ZYXb）ZYXc）工件應(yīng)限限制的自自由度完全定位位與不完完全定位位工件加工工時(shí)必須須限制的的自由度度未被完完全限制制，稱為為欠定位位。欠定定位不能能保證工工件的正正確安裝裝，因而而是不允允許的。。圖欠定位示例XZYa）b）BBB欠定位過定位分分析圖過過定位分分析過定位的的利弊四點(diǎn)配作作:增強(qiáng)工件件定位的的穩(wěn)定性性措施：1.提高夾具具定位面面和工件件定位基基準(zhǔn)面的的加工精精度是避避免過定定位的根根本方法法。2.由于夾具具加工精精度的提提高有一一定限度度，因此此采用兩兩種定位位方式組組合定位位時(shí)，應(yīng)應(yīng)以一種種定位方方式為主主，減輕輕另一種種定位方方式的干干涉，如如采用長(zhǎng)長(zhǎng)芯軸和和小端面面組合或或短芯軸軸和大端端面組合合，或工工件以一一面雙孔孔定位時(shí)時(shí)，一個(gè)個(gè)銷采用用菱形銷銷等。從從本質(zhì)上上說，這這也是另另一種提提高夾具具定位面面精度的的方法。。3.利用工件件定位面面和夾具具定位面面之間的的間隙和和定位元元件的彈彈性變形形來補(bǔ)償償誤差，，減輕干干涉。在在分析和和判斷兩兩種定位位方式在在誤差作作用下屬屬于干涉涉還是過過定位時(shí)時(shí)，必須須對(duì)誤差差、間隙隙和彈性性變形進(jìn)進(jìn)行綜合合計(jì)算，，同時(shí)根根據(jù)工件件的加工工精度要要求才能能作出正正確判斷斷。從廣廣義上講講，只要要采用的的定位方方式能使使工件定定位準(zhǔn)確確，并能能保證加加工精度度，則這這種定位位方式就就不屬于于過定位位，就可可以使用用。小結(jié):欠定位完全定位位過定位不完全定定位允許允許盡量避免免不允許完全定位位實(shí)例分分析如圖所示示工件上上銑槽，，槽寬取取決于銑銑刀的尺尺寸，為為了保證證槽底面面和A面的平行行度和尺尺寸要求求，必須須限制z的平移，，x和y的轉(zhuǎn)動(dòng)三三個(gè)自由由度；為為了保證證槽側(cè)面面和B面的平平行度度和尺尺寸要要求，，必須須限制制z的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，x的平移移兩個(gè)個(gè)自由由度；；又因因?yàn)椴徊皇峭ㄍú?，，所以以在長(zhǎng)長(zhǎng)度方方向還還要限限制y的平移移。因因此，，需要要使用用完全全定位位。不完全全定位位實(shí)例例分析析如圖為為在車車床上上加工工通孔孔，根根據(jù)據(jù)加工工要求求，不不需要要限制制x的平移移和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)兩兩個(gè)自自由度度，所所以用用三抓抓卡盤盤限制制其余余四個(gè)個(gè)自由由度即即可，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)四點(diǎn)點(diǎn)定位位；如如右圖圖所示示，為為平板板工件件磨平平面，，只有有平行行度和和厚度度的要要求，，所以以只需需要限限制x和y的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)和z的平移移三個(gè)個(gè)自由由度，，工作作時(shí)在在磨床床上采采用電電磁工工作面面上就就可實(shí)實(shí)現(xiàn)三三點(diǎn)定定位。。欠定位位實(shí)例例分析析如圖所所示，，工件件在三三個(gè)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行行了定定位，，按此此方式式，工工件在在x方向上上的位位置無無法確確定，，因此此鉆出出的孔孔也就就不能能確定定，無無法保保證精精度和和尺寸寸要求求。過定位位實(shí)例例分析析如圖的的滾齒齒夾具具是能能使用用過定定位的的典型型實(shí)例例，前前提是是齒坯坯加工工時(shí)工工藝已已保證證了作作為定定位基基準(zhǔn)的的內(nèi)孔孔和端端面具具有很很高垂垂直度度，而而且夾夾具上上的定定位心心軸和和支承承凸臺(tái)臺(tái)之間間也保保證了了很高高垂直直度，，此時(shí)時(shí)不必必刻意意消除除重復(fù)復(fù)限制制的自自由度度，利利用過過定位位進(jìn)行行定位位裝夾夾，還還可以以提高高加工工中的的穩(wěn)定定性，，從而而有利利于保保證加加工精精度，，取得得很好好的效效果。。定位位方方法法與與定定位位元元件件分分析析工件件上上的的定定位位基基準(zhǔn)準(zhǔn)面面與與相相應(yīng)應(yīng)的的定定位位元元件件合合稱稱為為定定位位副副。。定定位位副副的的選選擇擇及及其其制制造造精精度度直直接接影影響響工工件件的的定定位位精精度度和和夾夾具具的的工工作作效效率率以以及及制制造造使使用用性性能能等等。。下下面面按按不不同同的的定定位位基基準(zhǔn)準(zhǔn)面面分分別別介介紹紹其其所所用用定定位位元元件件的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式。。1．．工工件件以以平平面面定定位位(1)支承承釘釘當(dāng)工工件件以以加加工工過過的的平平面面定定位位時(shí)時(shí)，，可可采采用用平平頭頭支支承承釘釘(A型)。當(dāng)當(dāng)工工件件以以粗粗糙糙不不平平的的毛毛坯坯面面定定位位時(shí)時(shí)，，采采用用球球頭頭支支承承釘釘(B型)，其其與與毛毛坯坯良良好好接接觸觸。。齒齒紋紋頭頭支支承承釘釘(C型)用在在工工件件的的側(cè)側(cè)面面，，能能增增大大摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)防防止止工工件件滑滑動(dòng)動(dòng)。。在支支承承釘釘?shù)牡母吒叨榷刃栊枰{(diào)調(diào)整整時(shí)時(shí)，，應(yīng)應(yīng)采采用用可可調(diào)調(diào)支支承承。。可可調(diào)調(diào)支支承承主主要要用用于于工工件件以以粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)面面定定位位，，或或定定位位基基面面的的形形狀狀復(fù)復(fù)雜雜，，以以及及各各批批毛毛坯坯的的尺尺寸寸、、形形狀狀變變化化較較大大時(shí)時(shí)。。(2)支承承板板工件件以以精精基基準(zhǔn)準(zhǔn)面面定定位位時(shí)時(shí)，，除除采采用用上上述述平平頭頭支支承承釘釘外外，，支支承承板板作作定定位位元元件件。。A型支支承承板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，便便于于制制造造，，但但不不利利于于清清除除切切屑屑，，故故適適用用于于頂頂面面和和側(cè)側(cè)面面定定位位；；B型支承承板則則易保保證工工作表表面清清潔，，故適適用于于底面面定位位。2．工工件以以圓柱柱孔定定位(1)圓柱銷銷圖(a)、(b)、(c)是最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的的定位位銷，，用于于不經(jīng)經(jīng)常需需要更更換的的情況況下。。圖(d)帶襯套套可換換式定定位銷銷。(2)圓柱心心軸心軸主主要用用于套套筒類類和空空心盤盤類工工件的的車、、銑、、磨及及齒輪輪加工工。圖圖3-16為常用用圓柱柱心軸軸的結(jié)結(jié)構(gòu)形形式。。其中中(a)為間隙隙配合合心軸軸，(b)為過盈盈配合合心軸軸，(c)是花鍵鍵心軸軸。(3)圓錐銷銷工件以以圓柱柱孔在在圓錐錐銷上上定位位?？卓锥伺c與錐銷銷接觸觸，其其交線線是一一個(gè)圓圓，相相當(dāng)于于三個(gè)個(gè)止推推定位位支承承，限限制了了工件件的三三個(gè)自自由度度(x的平移移、y的平移移、z的平移移)。(4)小錐度度心軸軸這種定定位方方式的的定心心精度度較高高，但但工件件的軸軸向位位移誤誤差較較大，，適用用于工工件定定位孔孔精度度不低低于IT7的精車車和磨磨削加加工，，不能能加工工端面面。3．工工件以以圓錐錐孔定定位(1)圓錐形形心軸軸圓錐心心軸限限制了了工件件除繞繞軸線線轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)自由由度以以外的的其它它五個(gè)個(gè)自由由度。。(2)頂尖在加加工工軸軸類類或或某某些些要要求求準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定心心的的工工件件時(shí)時(shí)，，在在工工件件上上專專為為定定位位加加工工出出工工藝藝定定位位面面——中心孔。中中心孔與頂頂尖配合，，即為錐孔孔與錐銷配配合。兩個(gè)個(gè)中心孔是是定位基面面，所體現(xiàn)現(xiàn)的定位基基準(zhǔn)是由兩兩個(gè)中心孔孔確定的中中心線。中中心孔定位位的優(yōu)點(diǎn)是是定心精度度高，還可可實(shí)現(xiàn)定位位基準(zhǔn)統(tǒng)一一，并能加加工出所有有的外圓表表面。這是是軸類零件件加工普遍遍采用的定定位方式。。4．工件以以外圓柱表表面定位(1)V形架V形架定定位的的最大大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是對(duì)對(duì)中性性好。。即使使作為為定位位基面面的外外圓直直徑存存在誤誤差，，仍可可保證證一批批工件件的定定位基基準(zhǔn)軸軸線始始終處處在V形架的的對(duì)稱稱面上上；并并且使使安裝裝方便便。(2)定位套套工件以以外圓圓柱面面在圓圓孔中中定位位，這這種定定位方方法一一般適適用于于精基基準(zhǔn)定定位，，常與與端面面聯(lián)合合定位位。所所用定定位件件結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單單，通通常做做成鋼鋼套裝裝于夾夾具中中，有有時(shí)也也可在在夾具具體上上直接接做出出定位位孔。。工件件以外外圓柱柱面定定位，，有時(shí)時(shí)也用用半圓圓套或或錐套套作定定位元元件。。常見見定位位元件件及其其組合合所能能限制制的自自由度度見表表過定位位討論論分析析過定位位的定定義及及使用用工件的的同一一自由由度被被二個(gè)個(gè)或二二個(gè)以以上的的支撐撐點(diǎn)重重復(fù)限限制的的定位位。在通常常情況況下，，應(yīng)盡盡量避避免出出現(xiàn)過過定位位。一般情情況下下，過過定位位會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致工工件或或定位位元件件變形形，影影響加加工精精度，，嚴(yán)禁禁采用用。但但在一一些特特定場(chǎng)場(chǎng)合，，過定定位并并不影影響加加工精精度，，反而而對(duì)提提高加加工精精度度有利利。過定位位的分分析一般情情況下下，如如果工工件的的定位位面為為沒有有經(jīng)過過機(jī)械械加工工的毛毛坯面面，或或雖經(jīng)經(jīng)過了了機(jī)械械加工工，但但仍然然很粗粗糙，，這時(shí)時(shí)過定定位是是不允允許的的。過定位實(shí)實(shí)例分析析如圖所示示為加工工連桿小小頭孔孔工序中中以連桿桿大頭孔孔和端面面定位的的兩種情情況。圖圖b中，，長(zhǎng)圓柱柱銷限制制了,,,4個(gè)自由由度，支支承板限限制了、、、3個(gè)自自由度。。顯然、、被被2個(gè)個(gè)定位元元件重復(fù)復(fù)限制，，出現(xiàn)了了過定位位。如果工件件孔與端端面垂直直度保證證很好，，則此過過定位是是允許的的。但若若工件孔孔與端面面垂直度度誤差較較大，且且孔與銷銷的配合合間隙又又很小時(shí)時(shí)，定位位后會(huì)造造成工件件歪斜及及端面接接觸不好好的情況況，壓緊緊后就會(huì)會(huì)使工件件產(chǎn)生變變形或圓圓柱銷歪歪斜。結(jié)結(jié)果將導(dǎo)導(dǎo)致加工工后的小小頭孔與與大頭孔孔的軸線線平行度度達(dá)不到到要求，，這種情情況下應(yīng)應(yīng)避免過過定位的的產(chǎn)生。。最簡(jiǎn)單的的解決辦辦法是將將長(zhǎng)圓柱柱定位銷銷改成短短圓柱銷銷（圖a所示）），由于于短圓柱柱銷僅限限制、、2個(gè)移移動(dòng)自由由度，、、的的重復(fù)定定位被避避免了。。